PCB ontwerp high-speed analoge ingangssignaal routeringsmethode;

Hoe breder de lijnbreedte, hoe sterker het anti-interferentievermogen en hoe beter de signaalkwaliteit (de invloed van skin-effect). Maar tegelijkertijd moet de vereiste van een karakteristieke impedantie van 50 worden gegarandeerd. Normaal FR4-bord, de oppervlaktelijnbreedte 6MIL-impedantie is 50Ω. Dit kan duidelijk niet voldoen aan de signaalkwaliteitsvereisten van snelle analoge invoer, dus we gebruiken over het algemeen het uithollen van GND02 en laten het verwijzen naar de ART03-laag. Op deze manier kan het differentiële signaal worden geteld als 12/10 en kan de enkele lijn worden geteld als 18MIL. (Merk op dat de lijnbreedte 18MIL overschrijdt en dan is verbreding zinloos)

PCB-ontwerp high-speed analoge ingangssignaalrouteringsmethode en regels

De groen gemarkeerde CLINE in de afbeelding verwijst naar de enkellijnige en differentiële high-speed analoge ingang van de ART03-laag. Daarbij moeten enkele details worden behandeld:

(1) Het simulatiegedeelte van de TOP-laag moet worden verpakt, zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding. Opgemerkt moet worden dat de afstand van het aardekoper tot de analoge ingang CLINE 3W moet zijn, dat wil zeggen dat de AIRGAP van de rand van het koper tot CLINE tweemaal de lijnbreedte is. Volgens sommige elektromagnetische theoretische berekeningen en simulaties zijn het magnetische veld en het elektrische veld van de signaallijnen op de PCB voornamelijk verdeeld binnen het bereik van 3W. (De ruisinterferentie van omringende signalen is minder dan of gelijk aan 1%).

(2) Het GND-koper van de positieve laag van het analoge gebied moet ook worden geïsoleerd van het omringende digitale gebied, dat wil zeggen dat alle lagen geïsoleerd zijn.

(3) Voor het uithollen van GND02 hollen we gewoonlijk dit hele gebied uit, dus de bediening is relatief eenvoudig en er is geen probleem. Maar gezien de details of om het beter te doen, kunnen we alleen het analoge ingangsbedradinggedeelte uithollen, natuurlijk hetzelfde als de TOP-laag, het 3W-gebied. Dit kan de signaalkwaliteit en de vlakheid van het bord garanderen. Het verwerkingsresultaat is als volgt:

PCB-ontwerp high-speed analoge ingangssignaalrouteringsmethode en regels

Op deze manier kan het retourpad van het snelle analoge ingangssignaal snel worden teruggevoerd naar de GND02-laag. Dat wil zeggen, het gesimuleerde grondretourpad wordt korter.

(4) Pons onregelmatig een groot aantal GND-via’s rond het snelle analoge signaal om het analoge signaal snel terug te laten stromen. Het kan ook geluid absorberen.

PCB-ontwerp regels voor snelle routering van analoog ingangssignaal

Regel 1: Afschermingsregels voor signaalroutering met hoge snelheid Bij het ontwerpen van hoge snelheidsprintplaten moet de routering van belangrijke signaallijnen met hoge snelheid, zoals klokken, worden afgeschermd. Als er geen afscherming is of slechts een deel ervan, zal dit EMI-lekkage veroorzaken. Het wordt aanbevolen om de afgeschermde draad te aarden met een gat per 1000 mil.

PCB-ontwerp high-speed analoge ingangssignaalrouteringsmethode en regels

Regel 2: Regels met gesloten lus voor snelle signaalroutering

Vanwege de toenemende dichtheid van printplaten, zijn veel PCB LAYOUT-ingenieurs vatbaar voor fouten in het routeringsproces, dat wil zeggen hogesnelheidssignaalnetwerken zoals kloksignalen, die closed-loop-resultaten produceren bij het routeren van meerlaagse PCB’s. Als gevolg van zo’n gesloten lus zal een lusantenne worden geproduceerd, die de uitgestraalde intensiteit van EMI zal verhogen.

PCB-ontwerp high-speed analoge ingangssignaalrouteringsmethode en regels

Regel 3: Regels voor snelle signaalroutering met open lus

Regel 2 vermeldt dat de gesloten lus van hogesnelheidssignalen EMI-straling zal veroorzaken, maar de open lus zal ook EMI-straling veroorzaken.

High-speed signaalnetwerken zoals kloksignalen, zodra een open-lus resultaat optreedt wanneer de meerlaagse PCB wordt gerouteerd, zal een lineaire antenne worden geproduceerd, die de EMI-stralingsintensiteit verhoogt.

PCB-ontwerp high-speed analoge ingangssignaalrouteringsmethode en regels

Regel 4: Karakteristieke impedantie continuïteitsregel van hogesnelheidssignaal

Voor hogesnelheidssignalen moet de karakteristieke impedantie continuïteit zijn bij het schakelen tussen lagen, anders zal de EMI-straling toenemen. Met andere woorden, de breedte van de bedrading van dezelfde laag moet continu zijn en de impedantie van de bedrading van verschillende lagen moet continu zijn.

PCB-ontwerp high-speed analoge ingangssignaalrouteringsmethode en regels

Regel 5: Regels voor bedradingsrichting voor high-speed PCB-ontwerp

De bedrading tussen twee aangrenzende lagen moet het principe van verticale bedrading volgen, anders veroorzaakt het overspraak tussen de lijnen en verhoogt het de EMI-straling.

Kortom, de aangrenzende bedradingslagen volgen de horizontale en verticale bedradingsrichtingen en de verticale bedrading kan de overspraak tussen de lijnen onderdrukken.

PCB-ontwerp high-speed analoge ingangssignaalrouteringsmethode en regels

Regel 6: Topologische structuurregels bij het ontwerpen van hogesnelheidsprintplaten

Bij high-speed PCB-ontwerp bepalen de controle van de karakteristieke impedantie van de printplaat en het ontwerp van de topologische structuur onder multi-load-omstandigheden direct het succes of falen van het product.

De afbeelding toont een daisy chain-topologie, die over het algemeen gunstig is bij gebruik in een paar Mhz. Het wordt aanbevolen om een ​​stervormige symmetrische structuur aan de achterkant te gebruiken in high-speed PCB-ontwerp.

PCB-ontwerp high-speed analoge ingangssignaalrouteringsmethode en regels

Regel 7: Resonantieregel van spoorlengte

Controleer of de lengte van de signaallijn en de frequentie van het signaal resonantie vormen, dat wil zeggen, wanneer de lengte van de bedrading een geheel veelvoud is van de signaalgolflengte 1/4, zal de bedrading resoneren en zal de resonantie elektromagnetische golven uitstralen en interferentie veroorzaken.